10/1(月)の「FNS番組対抗 オールスター秋の祭典 目利き王決定戦【超豪華ドラマ出演者集結】」の最終問題として出題された「液体窒素に入れると爆発するのは塩と炭酸入浴剤どっち？」というクイズ。でんじろう先生の立ち合いの下で行われました。
ドラム缶に入った液体窒素に向かって、それぞれを大量に投げ入れるというスケールの大きい理科の実験のような問題でした。皆さんはどっちが正解だと思いましたか？
普通に考えると、水に入れると泡が出る炭酸入浴剤の方が爆発する感じがしますよね。見慣れてくると、こういう時は普通じゃない方が正解という気がしてしまったり。結局どっちか分からないのは同じなのですが…。
この記事では、どちらが爆発したかを理由も交えて紹介します！
爆発したのは「塩」！
入れた瞬間に大爆発を起こしたのは塩の方でした！物凄い煙を噴き上げての噴火のような大爆発は壮観でした。
前述の通り、イメージ的には水の中で泡を吹き出す炭酸入浴剤の方が大爆発を起こしそうなのですが、こちらは時間が経っても大きな変化を起こさないままでした（ドラム缶の中で何が起きてたかは確認できませんでした）
以下でその理由を解説します！
低温の液体窒素に常温の物を入れたから
液体窒素は沸点が-196℃という極めて低い温度の液体。入れたものが何でも凍ってしまうのはこのためです。
逆に言えば、液体窒素にとっては常温で存在する物は全てとても熱いものになるということです。
分かりやすく言うと、熱したフライパンにいきなり水を注ぐと、水が跳ねて火傷の原因になったりすることがありますよね。あれと同じことが液体窒素でも起こるのです。
大量の水の中に鉄や石など高温のものを投入すると、内側が一気に水蒸気になることによりフライパンの水が跳ね跳ぶ原理で大爆発が起こります。水蒸気爆発と呼ばれる現象です。
液体窒素に常温のものを入れると、水が水蒸気になるのと同じように液体が気体に変わっていきます。大量の物を入れれば入れるほどその可能性は高まります。
ですが、常温だったのは塩も炭酸入浴剤であっても同じこと。何故、塩の方だけが爆発したのでしょう？
[amazonjs asin="B003QOOL4S" locale="JP" title="瞬間冷却スプレー 500ml"]
塩が爆発したのは1粒1粒が小さいから
ここで重要になるのが触れている表面積の大きさです。
窒素と物体の触れ合っている面の大きさが大きければ大きいほど、常温が窒素に伝わりやすくなります。
塩は1粒1粒が非常に細かい物体で、炭酸入浴剤と比べると何千分の1の大きさです。
同じ分量の物の場合、大きい1つの丸よりも小さい丸の集合体の方が実際に窒素に触れている部分ははるかに大きく、その分一気に液体窒素を気体に変えて行ってしまうのです。これにより水蒸気爆発と同様の現象が起こり、大爆発が起きるのです。
水と大きく異なるのは、空気中に飛び出した液体窒素もどんどん常温に触れることで気体に変化して行くこと。
液体のまま飛び散って周りの方に大きな被害を与える可能性が低いので、テレビでも爆発というより、煙がブワッと吹き上がっているという感じの映像になっていました。
日常生活ではなかなか出会えない映像ですし、壮観な映像でしたね！
まとめ
爆発したのは塩で、その理由は1粒1粒が小さいからでした。
すごく難しい化学の問題というよりも、結構身近にあるものから想像できるような理由だったと思います。なおさら液体窒素の中に入った炭酸入浴剤の変化が気になってしまいますね。
皆様も液体窒素の中に塩や細かい粉末を入れないよう、くれぐれも注意して生活してくださいね！日常生活で液体窒素を扱う機会はほとんどないと思いますが！